Рыба и морепродукты представляют собой сложные биохимические системы, отличающиеся высоким содержанием белков, жиров и минеральных веществ при относительно низкой калорийности. Белки рыбы характеризуются высокой биологической ценностью благодаря сбалансированному аминокислотному составу, близкому к потребностям организма человека. Основными белковыми фракциями являются миофибриллярные белки, отвечающие за структуру мышечной ткани, и саркоплазматические белки, участвующие в метаболических процессах.
Жировой компонент отличается значительным содержанием полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), особенно омега-3 — эйкозапентаеновой (ЭПК) и докозагексаеновой (ДГК), которые обладают кардиопротекторным и противовоспалительным действием. Содержание липидов в рыбе варьирует в широких пределах: от 0,5–2% в нежирных видах до 15–25% в жирных морских видах. Липиды морепродуктов отличаются высокой степенью окисляемости из-за наличия ПНЖК, что требует особых условий хранения и переработки.
Минеральный состав представлен фосфором, кальцием, магнием, йодом, цинком, железом, а также микроэлементами, важными для обмена веществ и ферментативных систем организма. Особое значение имеют йод и селен, которые концентрируются преимущественно в морской рыбе и моллюсках, оказывая антиоксидантное и эндокринное действие.
Белковые структуры рыбы подвержены гидролизу и денатурации при изменении температуры, что приводит к уменьшению усвояемости и изменению текстуры. При низкотемпературном хранении (около −18 °C) процессы автолиза и микробного разложения замедляются, однако длительное хранение может вызвать липидную окислительную порчу, особенно в жирных видах.
Жиры подвергаются перекисному окислению, сопровождающемуся образованием альдегидов и кетонов, ответственных за «прогорклый» вкус. Контроль окисления осуществляется применением антиоксидантов, таких как аскорбиновая кислота и токоферолы, а также низких температур и исключения доступа кислорода.
Минеральные компоненты в целом стабильны, но ионы железа и меди могут катализировать окислительные процессы липидов. В морепродуктах высокая активность ферментов, таких как липаза и протеаза, также ускоряет порчу при хранении без охлаждения.
Термическая обработка вызывает частичную денатурацию белков и потерю водорастворимых витаминов (B1, B2, B6), при этом липиды остаются относительно стабильными, если температура приготовления не превышает 180 °C. Жарка и копчение приводят к образованию меланоидинов и продуктов Майяра, влияющих на цвет, вкус и аромат, а также частично на усвояемость белка.
Маринование и засолка сопровождаются изменением ионного баланса и активностью ферментов, что влияет на текстуру и органолептические свойства продукта. Замораживание снижает активность ферментов и микрофлоры, но многократное оттаивание может вызвать кристаллизацию воды в тканях, разрушение клеточных мембран и вымывание растворимых веществ.
Рыба является источником жирорастворимых витаминов (A, D, E), концентрация которых особенно высока в печени и жировых депо. Водорастворимые витамины (B1, B2, B12, ниацин) представлены в мышечной ткани, но чувствительны к нагреванию и хранению.
Морепродукты содержат биологически активные вещества: таурин, карнозин, креатин, которые участвуют в регуляции осмотического давления, нейромышечной активности и энергетического обмена. Особенно высоко содержание таурина в моллюсках и креветках, что делает их ценными для диетического питания.
Рыба и морепродукты могут накапливать тяжелые металлы (ртуть, кадмий, свинец), биотоксины и нитрозамины. Эти соединения формируются вследствие промышленного загрязнения, естественных процессов и неправильного хранения. Окисление липидов и разложение белков создают токсические метаболиты (аммиак, гистамин), что особенно характерно для сардин, скумбрии и тунца.
Химические методы контроля качества включают определение пероксидного числа, йодного числа, показателя кислотности, содержания гистамина, а также спектрофотометрическое и хроматографическое определение полиненасыщенных жирных кислот. Эти показатели позволяют оценивать свежесть, пищевую ценность и безопасность продуктов.
Консервация и промышленная переработка приводят к химическим трансформациям белков, жиров и витаминов. При термической стерилизации наблюдается гидролиз белков с образованием пептидов и аминокислот, а при сухом копчении происходит инфильтрация фенольными соединениями, что стабилизирует липиды и придает антимикробный эффект.
Замораживание и сушка сопровождаются кристаллизацией воды и концентрацией растворимых веществ, что влияет на вкус, текстуру и питательную ценность. При производстве рыбных консервов важны контролируемая кислотность и температура для предотвращения разложения аминокислот и липидов.